孙宇晴助理教授在农业工程领域中科院Top期刊发表科研新成果

      8月27日，我院孙宇晴助理教授在国际权威期刊Bioresource Technology（IF=11.889；中科院分区：Q1）发表了题为“Tailoring wood waste biochar as a reusable microwave absorbent for pollutant removal: Structure-property-performance relationship and iron-carbon interaction”的研究论文。孙老师为该论文第一作者，香港理工大学Daniel Tsang教授为通讯作者，中山大学农学院为第一单位。

       论文以园林废弃物为原材料，利用高温裂解工艺，通过精准调控裂解温度和铁元素负载量，定向制备了一种具有高微波催化活性和高重复利用性的铁-生物炭复合材料，创新地提出了利用微波处理农业废水的新工艺，从而实现了在零药剂添加、低能耗的条件下，快速高效地降解农业废水中一种常见的除草剂，即2,4-二氯苯氧乙酸（2，4-D）。

       研究表明，在900 °C裂解园林废弃物时，负载5%的铁元素，可以同步发生吸热型碳化反应和铁-碳热还原反应。该过程不仅能有效地催化重塑这一复合材料的碳基结构，使其具有富含微孔、缺陷、和含氧官能团的石墨型结构。同时在生物炭表面形成大量稳定的的纳米级、无定型态、还原性的铁基化合物，即四氧化三铁（Fe₃O₄）、氧化亚铁（FeO）和零价铁（Fe⁰）。上述独特的铁-碳结构，呈现出极强的介电损耗，因此可以有效地捕获和吸收微波能量，引发局部“热点效应”，进而利用反应体系中的水和氧气分子，产生大量的氧化型自由基用于污染物的降解。该研究有望为农业废弃物的高值利用与农业废水的低碳化处理提供新思路。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2022.127838

（初审：刘兴基  审核：辛国荣  终审：程月华）